Captando energía del sol
¿HA ENTRADO usted alguna vez en un automóvil que ha estado cerrado y expuesto por mucho tiempo al sol caliente? ¡El calor puede ser casi insoportable! Es indiscutible que el Sol ciertamente es una inmensa fuente potencial de energía.
Considérelo, se podría usar la energía del Sol para calentar nuestros hogares, hacer funcionar los implementos domésticos, alumbrar nuestras ciudades, propulsar nuestros vehículos o para satisfacer cualquier otra necesidad de energía que tuviéramos. ¡De hecho, cae tanta energía solar sobre la Tierra que si el hombre pudiera captar su flujo por solo quince minutos tendría suficiente energía para satisfacer las necesidades actuales del mundo por un año entero!
Sin embargo, hay escépticos. Creen que la luz solar está demasiado esparcida para ser una fuente de energía práctica. Sin embargo, según J. T. Kane, redactor de Professional Engineer: “Aproximadamente de seis a diez veces la cantidad de energía que se requiere para calentar un edificio de término medio en los EE. UU. es lo que se radía sobre el edificio desde el Sol cada año.”
Pero, ¿es verdaderamente práctico el captar la energía del Sol? ¿Pueden los hogares utilizar hoy económicamente este fabuloso flujo de energía?
¿Una fuente práctica de energía?
Quizás se sorprenda usted ante los adelantos que ya se han hecho en captar la energía solar. El distinguido geólogo Dr. M. King Hubbert hizo la siguiente observación: “La energía solar no es solo una teoría. Estamos hablando de cosas que ya existen, cosas que ya podemos hacer.”
¿Cuáles son algunas de estas cosas? Por ejemplo, ¿se puede captar la energía del Sol para suministrar electricidad a una casa? En una carta al director del Times de Nueva York, el senador de los Estados Unidos James Abourezk explicó: “Está disponible la tecnología para convertir la energía solar en cantidades substanciales de electricidad.” Por lo tanto el senador instó: “El esfuerzo principal se debería concentrar en convertir la energía solar en energía eléctrica aprovechable.”
Sin embargo, todavía no hay un modo económico de hacer esto. Es cierto, hay poca duda de que se pudiera captar el sol para satisfacer todas las necesidades eléctricas de la casa de uno. Los satélites espaciales en órbita usan la energía solar para impulsar el equipo eléctrico a bordo. Pero el producir electricidad de la luz solar todavía es demasiado costoso para ser práctico.
La mayoría de las autoridades creen que para utilizar la energía del Sol el primer paso no debe ser el de producir electricidad, sino el de calentar el agua y calentar y enfriar los edificios. Algunos expertos en energía solar dicen que les sería práctico a muchos propietarios hacer esto ahora mismo. La idea es captar el calor del Sol, acumularlo, y hacer circular el calor para calentar la casa, o utilizar el calor para hacer funcionar los acondicionadores de aire.
D. Elliot Wilbur, director de comercialización de Arthur D. Little, una empresa dedicada a la investigación solar, señala: “Todos los materiales necesarios para instalar la calefacción solar en los edificios están disponibles ahora mismo en el mercado. Lo único que falta es una compañía que esté dispuesta a reunir en uno todos los componentes y ofrecerlo al público general.”
¿Comenzarán las compañías a hacer esto pronto? Peter E. Glaser, un vicepresidente de la empresa Little, es optimista. “Dentro de tres a cinco años,” afirma, “se debería poder comprar un sistema de calefacción solar mediante el catálogo de Sears.”
¿Hay base sólida para ese optimismo? ¿Está por desarrollarse una industria imponente de calefacción solar?
Se intensifica el interés... ¿por qué?
No cabe duda de que ha aumentado el interés en la energía solar. En mayo último miles de personas asistieron a un seminario de energía solar organizado por la Asociación de Industrias de Energía Solar en Washington, D.C. Y cuando el Centro de Información Ambiental de Winter Park, Florida, anunció un folleto gratuito, “Cómo construir un calentador solar de agua,” los primeros 5.000 folletos se agotaron en diez días.
¿Qué ha promovido este interés en el uso de la energía solar? Principalmente, el comprender que es inevitable un cambio en el sistema actual de la generación de energía. Tiene que haber un cambio. ¿Por qué? Porque las principales fuentes de nuestra energía —petróleo, gas natural y carbón— están limitadas, pues, algunos expertos afirman que las reservas pronto se agotarán. Los precios de los combustibles ya han subido a las nubes. Además, el uso de los combustibles fósiles ha comenzado a contaminar el ambiente a un grado molesto.
Futuro más brillante para energía solar
Hay mucho que se puede decir a favor de la energía solar. La hay en abundancia y está disponible a todos, no contamina el ambiente, y es gratis, lo único que cuesta es captarla. Se afirma que, si los sistemas de calefacción solar se produjeran en masa, serían más económicos que los sistemas de calefacción corrientes.
Puesto que conocen los méritos de la energía solar, muchos científicos están instando a su uso en gran escala. El Dr. Harold I. Zeliger, un químico de Nueva York, recientemente se atrevió a decirle a una conferencia internacional acerca del ambiente: “Parece obvio que la única solución duradera al problema mundial de la contaminación por la energía es el uso de la energía solar.”
Esta fuente de energía también está recibiendo apoyo político. Por muchos años el gobierno de los Estados Unidos gastaba solo unos 100.000 dólares anuales en proyectos solares. Pero en 1973 la cantidad aumentó súbitamente a 4 millones, y entonces en 1975 se calcula que ascendió a 25 millones, y para 1976 una fuente del Congreso prevee que se invertirán más de 100 millones de dólares en la investigación y desarrollo de la energía solar.
En algunos países ya se está captando el sol para satisfacer muchas de las necesidades de agua caliente. Por ejemplo, en el Japón, en 1974, se vendieron aproximadamente 160.000 unidades solares para calentar el agua. Se dice que Israel tiene 150.000 de esas instalaciones solares que suministran agua calentada por el Sol a aproximadamente una de cada cinco familias. Y se calcula que unas 10.000 casas australianas usan calentadores solares de agua.
Es posible que también en los Estados Unidos la luz solar pronto sea una fuente de energía significante. Quizás le sorprenda a usted, pero más del 80 por ciento de la cuenta que el dueño de casa de término medio paga por energía se debe al agua caliente y la calefacción y refrigeración. ¡Y más de la cuarta parte de toda la energía que se consume en el país se dedica a estos tres usos! Por lo tanto si se capta la luz solar tan solo para estos propósitos, diariamente se podrían ahorrar millones de barriles de petróleo.
Un estudio hecho el año pasado mostró que en los Estados Unidos casi doscientas casas con calefacción solar se habían terminado de construir, estaban en construcción o se estaban planeando. Para equipar a estas casas, ha emergido una industria de ferretería solar; de hecho, se informa que hay docenas de fabricantes de equipos solares. Pero quizás se pregunte uno: ¿qué está implicado en un sistema moderno de calefacción solar?
Cómo se capta la energía del Sol
Puesto que la industria está en su infancia, hay poca uniformidad. Pero el sistema básico consiste en un colector de energía solar, un tanque de almacenamiento para tener el calor de reserva, y un sistema de distribución.
Por lo general se coloca el colector en el techo, y en un ángulo que le permita aprovechar la máxima cantidad de luz solar. El principio básico de un colector es el de un invernadero. Paneles absorbentes negros son recubiertos de vidrio o plástico. Estos paneles pueden consistir de láminas de aluminio pintadas con una capa especial negra absorbente de calor. Un líquido, comúnmente agua, se hace pasar en caños a través de los paneles negros. En un sistema, los paneles están corrugados y las corrugaciones tienen caños parecidos a los de un radiador.
La luz solar penetra por el vidrio o el plástico, y los paneles negros absorben el calor atrapado. El agua que fluye por los caños en los paneles se puede calentar hasta 93 grados centígrados y más. Esta agua caliente fluye a un tanque de almacenamiento, por lo general en el sótano. Sin embargo, en un sistema sencillo de agua caliente, a menudo el tanque se coloca en el techo junto con los colectores. Un tanque de aproximadamente 530 litros abastece de agua caliente a una familia de cuatro personas.
Pero para también satisfacer las demandas de calefacción y refrigeración para una casa de término medio en los Estados Unidos, se requiere un tanque de almacenamiento de miles de litros. Un sistema calienta la casa de este modo: Por acción de sifón se hace que el agua caliente pase del tanque a un serpentín de calefacción en un conducto. Entonces se sopla aire a través del serpentín, calentando el aire, y se hace circular el aire caliente para calentar la casa.
Para poder enfriar la casa, se hace que el agua caliente pase por un acondicionador de aire que ha sido modificado para usar agua caliente como fuente de calor, en vez de un mechero de gas. Mucho se puede decir a favor del acondicionamiento solar del aire, porque cuando el Sol se pone más caliente y se requiere más aire acondicionado, la energía está disponible para hacer funcionar el sistema.
Pero, ¿ya se puede producir en masa un sistema eficaz de calefacción solar? Muchos científicos creen que sí. Dos profesores de la Universidad de Syracuse, del estado de Nueva York, escribieron: “La tecnología está suficientemente adelantada como para comenzar a aplicarla en gran escala. Algunos investigadores, ingenieros y arquitectos, incluso miembros del Consejo de Investigación de Energía de Syracuse, opinan que ya es posible construir casas, aun en nuestra latitud, que dependan totalmente de la energía solar para la calefacción.”
Como se señaló anteriormente, algunos expertos en energía solar creen que dentro de tres a cinco años tendrán de venta tal sistema de calefacción solar. Pero el profesor Roland Winston de la Universidad de Chicago, que también ha dedicado años a la investigación solar, advierte: “Hay gran diferencia entre un puñado de casas solares y el comprar una instalación de calefacción solar en Sears.”
Será interesante observar cómo progresa el asunto. Pero, al mismo tiempo, ¿qué se puede decir acerca de las perspectivas de producir electricidad por energía solar?
Energía solar para electricidad
Hay dos modos de producir electricidad del Sol de los cuales se habla frecuentemente. Primero, la luz solar se puede usar para calentar un líquido que produce vapor, el cual, a su vez, acciona una máquina de turbina. Se calcula que una zona colectora de luz solar de 13 a 18 kilómetros cuadrados podría abastecer a una instalación de vapor capaz de igualar la producción de energía de las más grandes instalaciones de energía nuclear. Algunas personas han instado a que se construya tal instalación eléctrica solar.
“Parece posible,” señala el Dr. R. C. Jordan, jefe de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeronáutica de la Universidad de Minnesota, “que, usando los materiales y procedimientos actuales, podremos convertir el 20 por ciento de la energía solar que cae sobre la Tierra en un punto dado en energía termal y entonces en energía eléctrica aprovechable. Esto significaría suficiente energía para servir los requerimientos de esta nación por muchos años por venir, y lo haría a un costo que podemos pagar, haciendo uso de porciones de nuestro país que no se usan —como los desiertos— sin causar contaminación.”
Sin embargo, algunas personas consideran que esta clase de instalación generadora de energía eléctrica no es el enfoque correcto. El Dr. Erich A. Farber, que encabeza uno de los mayores esfuerzos del mundo para la investigación de la energía solar, dice: “No se construye una gran instalación generadora de energía en Arizona y se envía la energía a Florida. La energía solar cae sobre su techo, su patio, sobre las paredes de su casa. Se puede desarrollar económicamente ahí mismo donde usted se halla. No se necesitan grandes instalaciones generadoras de energía solar.”
Es cierto, la luz solar se puede convertir en electricidad en la casa misma. Esto se puede hacer por medio de células solares. Estas son pedacitos delgados de silicio parecidos a obleas que producen una corriente eléctrica cuando la luz solar da contra su superficie. Estas células fotovoltaicas ahora producen electricidad en los satélites espaciales en órbita. Y poco menos de 100 metros cuadrados de estas células de larga duración aplicadas al techo podrían proveer la electricidad necesaria para una casa moderna. Sin embargo, las células solares son demasiado costosas para usarlas así. Pero no es necesario que siempre lo sean, afirma el senador de los Estados Unidos James Abourezk.
“Hay,” dice él, “numerosos laboratorios en diferentes partes del país que están produciendo actualmente células fotovoltaicas, las cuales, si se produjeran en gran escala, podrían (según la opinión de los ingenieros de células solares) llegar a competir con otras formas de generación de electricidad. . . . Y la conversión de la energía solar en electricidad tendrá un impacto mucho mayor en muchas más personas que el tratar de instalar artefactos solares para la calefacción y refrigeración en cada casa de los Estados Unidos.”
¿Qué futuro hay para la energía solar?
En el Sol verdaderamente tenemos una fuente de energía abundante, libre de contaminación que se puede captar para servir las necesidades humanas. ¿Cómo se hará esto? ¿Cuándo? Estas son buenas preguntas.
Reconocidamente, hay obstáculos. Machine Design señala: “Probablemente el hecho de que no se haya hecho mucho caso de la energía solar se puede culpar a la economía, a los intereses creados y a las burocracias gubernamentales que están fundadas en los sistemas de combustibles fósiles.”
¿Vencerán los hombres estos obstáculos? ¿Realmente se dedicarán con empeño a desarrollar esta fuente de energía exenta de contaminación, conservando de este modo las reservas de petróleo, gas natural y carbón que están desapareciendo rápidamente de la Tierra? Será interesante observar.